6.130. Бесцветные пена и мелкий порошок

Почему пена на пиве белая, а не янтарная и не темная, как напиток в кружке? Почему большинство цветных материалов теряют цвет, если их измельчить в порошок? Почему чистое стекло прозрачное, а разбитое на осколки нет? Почему кристаллики соли прозрачные, а слой соли нет, если его глубина больше размера нескольких кристалликов?

ОТВЕТ • Желтый цвет светлого пива обусловлен тем, что молекулы пива частично поглощают все лучи падающего света, кроме желтого. Если пиво темное, поглощение еще сильнее. Пена на пиве обоих сортов белая, так как падающий свет в основном отражается от поверхностей множества пузырьков, а не поглощается внутри жидкости. Если смотреть на не слишком большую пенную шапку с близкого расстояния, можно увидеть слабые интерференционные цвета.

Цвет большинства твердых тел определяется селективным поглощением света других цветов в объеме тела. Если же материал размолоть в порошок, падающий свет рассеивается на огромном количестве образовавшихся поверхностей, и только небольшая его часть проходит внутрь гранул, испытывает селективное поглощение, а затем доходит до наблюдателя.

Кусок чистого стекла прозрачен — на обеих поверхностях стекла какая-то часть световых волн отражается, но большая их часть проходит через стекло. Каждая молекула внутри стекла рассеивает проходящий свет во всех направлениях, но только интерференция рассеянных вперед волн является конструктивной (волны усиливают друг друга). Интерференция световых волн, рассеянных в других направлениях, деструктивная (волны гасят друг друга).

Если стекло разбить и собрать в кучку мелкие кусочки, свет отражается много раз от большого числа образовавшихся поверхностей, после чего большая его часть выходит обратно из осколков. Свет, прошедший через кучу осколков стекла насквозь, много раз отражается и преломляется в случайных направлениях. Следовательно, если такой свет видит наблюдатель, воспроизвести образ источника света ему не удается, а это означает, что разбитое стекло непрозрачно.

По тем же причинам отдельный кристаллик соли прозрачен, но, если кристалликов много, образуется слишком большое количество поверхностей и все вместе они непрозрачны.